甲醇裂解制氢工艺技术改进分析

甲醇裂解制氢工艺技术改进分析

艾腾筐

新疆美克化工股份有限公司新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州841000

摘要：近几年，化工工艺技术流程受到了社会各界的广泛关注，其中，甲醇裂解制备氢气的工艺体系具有一定的市场推广机制，需要相关人员结合工艺技术对其进行改进分析和综合处理，从而实现经济效益和社会效益的双赢。本文简要分析了甲醇裂解制氢工艺技术的原理、流程，并结合技术要点集中阐释了具体改进方案，仅供参考。

关键词：甲醇裂解；制氢；工艺技术；改进

在甲醇裂解制氢工艺技术应用的过程中，要结合实际需求进行统筹分析和监督，优化管理流程的基础上，保证规模化管理体系的实际价值，利用相应的处理技术和机制就能弥补氢气的输出量不足问题。

一、甲醇裂解制氢工艺技术原理

在甲醇裂解制氢工艺技术应用的过程中，要先对甲醇和水进行加热处理，当甲醇和水在受热环境下就会出现气化现象，将其直接导入甲醇裂解反应器中，就能得到氢气，具体化学反应方程式是：

结合具体反应过程不难发现，第一个反应是吸热状态，第二个反应是放热状态，但是，放出的热量明显要小于吸收的热量，这就证明甲醇裂解制氢过程本身属于吸热过程。在实际操作过程中，需要对甲醇+水的汽化器、甲醇裂解反应器两者进行加热处理，加热装置就是最基本的煤炉[1]。并且，在加热过程中，要利用导热油等热媒进行循环处理，温度则要控制在280摄氏度到330摄氏度之间。

除此之外，在甲醇裂解制氢反应中可适当添加催化剂，一般会利用铜系催化剂，其不仅具有活性较高的特性，且能有效完善化学反应性能管理。但是需要注意的是，铜系催化剂本身抗毒能力较差，若是长期处于高温环境中则会出现活性降低的隐患。

二、甲醇裂解制氢工艺技术流程

在甲醇裂解制氢工艺技术运行过程中，主要是利用贮槽进行甲醇原料的提供，利用水洗塔提供水，在两者进行混合后放置在预热器中进行集中预热处理。另外，要在汽化器中实现气化分析和控制，此时，气态甲醇和水蒸气会同时进入到反应器中，催化剂作用能为裂解反应和变换反应提供保障。

相较于天然气制备氢气或者是水煤气制备氢气，甲醇裂解制氢工艺技术在实际应用过程中的成本控制效果更好，且能减少能源的消耗。最重要的是，甲醇裂解制氢工艺技术的原料具有一定的优势，主要使用的是甲醇，本身就是较为稳定的液体，无论是存储环节还是运输环节都较为完整。加之甲醇的纯度较高，在实际应用过程中并不需要净化处理，仅仅只是维护其操作工序的流程，甲醇裂解制氢工艺技术能将制氢成本控制在70%以上[2]。

在甲醇裂解制氢工艺技术流程结束后，就要对其进行水洗处理，保证冷却后能直接进入水洗塔，从而完善具体操作，尤其是气相水洗塔中能完成离子去泵加压处理工作，并且完善洗涤过程，有效提升裂解气残余甲醇处理和管控效率，一定程度上减少其对环境产生污染，合理性维护工艺流程的基本水平，也为管控效果的系统化升级奠定基础。

三、甲醇裂解制氢工艺技术改进方案

在甲醇裂解制氢工艺技术应用的过程中，甲醇原料成本成为了制约具体技术发展的难题，因此，技术人员要对具体流程进行集中优化改进，从根本上提高甲醇裂解制氢工艺技术的应用效果，为后续管理控制结构的全面升级奠定基础[3]。

（一）利用变压吸附真空解析过程

在甲醇裂解制氢工艺技术应用的过程中，一般企业会采取冲洗的方式对氢气进行处理和控制，但是，这种方式最终的氢气受率并不是非常高，这就会导致甲醇原料消耗数量逐渐增多。因此，技术部门要想有效升级技术运行体系，就要整合技术流程和管控机制，利用变压吸附解析流程优化整个操作过程，尽管会增加电能消耗，但是相应的氢气数量也会增多。每增加1立方米氢气就会增加1kW电能的消耗，而氢气的价值要远远高于电能。基于此，相关人员要积极利用变压吸附真空解析流程对甲醇裂解制氢工艺技术进行改进处理，从而实现经济效益的优化。除此之外，若是将甲醇裂解制氢工艺技术和电解法相比较，电能耗损会降低90%以上，且能将生产成本缩减到40%左右，加之氢气的浓度较高，能有效优化处理水平[4]。

（二）回收解吸气

为了保证甲醇裂解制氢工艺技术应用效果和整体处理水平的优化，技术部门要对解吸气进行合理性利用和管理。尤其是在变压吸附真空解析流程开展的过程中，要对解吸两个基础过程进行判定和分析，一方面是逆放过程、一方面是抽真空过程。在逆放体系内，解吸气多数气体都是氢气和一氧化碳，这些能实现有效的气体压缩，并且能直接循环到甲醇裂解反应的入口位置，正是借助变换提纯过程，就能一定程度上减少甲醇的实际消耗量，为后续管理体系的全面优化奠定基础。

（三）增加二氧化碳回收装置

为了从根本上提高甲醇裂解制氢工艺技术的环保价值，就要对最后产生的二氧化碳的回收量进行处理，尤其是在一些氢气缺口相对较为严重的地区，制造过程中要对变压吸附流程之前的脱碳装置进行处理。需要注意的是，脱碳装置能将效率控制在98%以上，并且能将其直接作为食品级二氧化碳进行综合使用，在脱碳工作结束后，则气体会直接进入到变压吸附流程体系内，一定程度上保证甲醇裂解制氢工艺技术的顺利进行，也为最终提高氢气获取率奠定基础[5]。

结束语：

总而言之，在甲醇裂解制氢工艺技术中，要整合运行需求，对具体问题进行具体分析，有效完善工艺流程的监督处理效果，确保应用效率的最优化，要结合技术应用原理和操作运行要求，对工艺要点进行系统化分析和判定，确保工艺制作水平都能满足实际要求。文章中对工艺技术原理和流程等进行了描述分析，要结合甲醇原料管理要求，提升工艺技术效益，就要对技术操作过程进行合理性升级。

参考文献：

[1]朱晓莉.钢铁厂制氢方法的比较及选用[C].中国工业气体工业协会第24次会员代表大会暨2014年年会论文集.2014：31-34.

[2]张浩.协同驱动旋转滑动弧温等离子体重整甲烷/甲醇制氢基础研究[D].浙江大学，2016.

[3]周性东.碱土金属改性铜锌铝催化剂甲醇裂解制氢[D].南京工业大学，2016.

[4]于百杰，何涛，姜全超等.长城合成型导热油在甲醇制氢装置的应用及故障处理[J].石油商技，2016（6）：34-39.

[5]李建文.MTO反应产物中C4、C5烯烃催化裂解的研究[D].华东理工大学，2016.